Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Cracks Development Formed as a Result of Cyclic Micro-Impacts on the Surface of Anti-Wear Coatings

Krupa Jolanta, Zimowski Sławomir

Tribologia

|

2022

|

nr 1

33--41

EN

Fatigue tests are commonly used to define the mechanical properties of materials intended for responsible components operating in various conditions. The fatigue strength of monolithic materials is most often determined during bending, tensile, compression, or torsion tests. The growing area of thin, hard coatings application forced the researchers to extend the fatigue tests to the coating-substrate systems. Since the behaviour of complex, modern materials are not subject to general rules, it is necessary to conduct investigation and analyses and generalise the results of these tests for given groups of materials. In this article, micro- impact fatigue tests were performed to analyse the behaviour of single- and double-layer chromium and chromium nitride coatings. The microhardness and elastic modulus obtained by an indentation method were used to determine the influence of mechanical properties of the coatings on their fatigue wear. After the fatigue tests, the deformation of the coating/substrate system was examined, taking into account the geometry of the craters, and the forms of coating wear caused mainly by cracking were analysed.

PL

Badania zmęczeniowe są powszechnie stosowane do określenia właściwości mechanicznych materiałów przeznaczonych na odpowiedzialne elementy pracujące w różnych warunkach. Wytrzymałość zmęczeniowa materiałów monolitycznych wyznaczana jest najczęściej podczas testów zginania, rozciągania, ściskania lub skręcania. Zwiększenie obszarów zastosowania cienkich, twardych powłok wymusiło na badaczach rozszerzenie testów zmęczeniowych na układy powłoka–podłoże. Ponieważ zachowanie złożonych, nowoczesnych materiałów nie podlega znanym regułom, konieczne jest prowadzanie badań i analiz oraz dążenie do uogólnienia wyników tych badań dla danych grup materiałów. W artykule przeprowadzono mikroudarowe badania zmęczeniowe w celu analizy zachowania przeciwzużyciowych jedno- i dwuwarstwowych powłok chromu i azotku chromu. Przeprowadzone pomiary mikrotwardości i modułu sprężystości metodą indentacyjną pozwoliły na określenie wpływu właściwości mechanicznych powłok na ich zużycie zmęczeniowe. Po testach zmęczeniowych zbadano odkształcenie układu powłoka/podłoże ze względu na geometrię kraterów oraz dokonano analizy form zużycia powłok, którego główną przyczyną było pękanie.

2

The Influence of the Multilayer Structure of Hard Coatings on their Resistance to Micro-Impact Fatigue Wear

Krupa Jolanta, Wiązania Grzegorz, Zimowski Sławomir, Kot Marcin

Tribologia

|

2020

|

nr 2

37--45

PL

Pękanie zmęczeniowe cienkich twardych powłok przeciwzużyciowych występuje m.in. w styku tribologicznym ślizgowych węzłów tarcia, w warstwach wierzchnich pokryć narzędzi skrawających, a także w powierzchni elementów poddanych procesom erozyjnym. Zużycie zmęczeniowe powłok inicjowane jest na skutek cyklicznych interakcji z mikronierównościami przeciwelementu lub innymi elementami bądź cząstkami, które wielokrotnie uderzają w powierzchnie. Dobór odpowiednich powłok może zwiększyć trwałość elementów maszyn, które poddane są obciążeniu udarowemu o charakterze zmęczeniowym. W pracy przedstawiono wyniki badań odporności na mikroudarowe zużycie zmęczeniowe elementów pokrytych powłokami pojedynczymi TiN oraz DLC, a także wielowarstwowymi typu (Ti/TiN)×8. Testy zmęczeniowe przeprowadzono metodą mikroudarową poprzez cykliczne uderzanie w powierzchnię powłoki kulą ceramiczną. Eksperymenty wykonano przy zastosowaniu specjalnego stanowiska pomiarowego. Zbadano również występowanie korelacji pomiędzy trwałością zmęczeniową powłok i ich właściwościami mikromechnicznymi takimi jak moduł Younga oraz twardość, które wyznaczono statyczną metodą wciskania wgłębnika. Wyniki badań dowiodły, że wielowarstwowa powłoka (Ti/TiN)×8 wykazuje zużycie 1,4 razy mniejsze od próbki z powłoką TiN oraz blisko 1,2 od tej z powłoką DLC.

3

Mikroudarowe pękanie zmęczeniowe powłok tribologicznych

Rakowski W., Adamczyk P., Zimowski S.

Tribologia

|

2015

|

nr 4

145--157

PL

W układach powłoka–podłoże pola naprężeń wywołane cyklicznymi mikroudarowymi obciążeniami powodują złożone skutki zarówno w materiale powłoki, jak i w połączeniu powłoki z podłożem (interfejs) oraz w materiale podłoża. Ich następstwem jest inicjacja i propagacja pęknięć zmęczeniowych prowadząca do ubytków materiału. Narzędziem do przybliżonej, teoretycznej analizy pól naprężeń w tych trzech ośrodkach jest zmodyfikowana teoria Hertza, wykorzystana do określenia głębokości zalegania punktu maksymalnej koncentracji naprężeń oraz promienia styku układu powłoka/podłoże w kontakcie z kulą. Wyznaczony analitycznie promień styku układu powłoka/podłoże w kontakcie z kulą został zweryfikowany eksperymentalnie. Dla celów projektowania oraz właściwej eksploatacji narzędzi i elementów maszyn z powłokami estymowano położenie zbioru punktów maksymalnej koncentracji naprężeń stykowych względem interfejsu. Przedstawiona analiza teoretyczna procesu zmęczenia układu powłoka/podłoże została zweryfikowana w badaniach eksperymentalnych.

EN

The stress field in the coating/substrate system causes combined effects on both the coating and substrate materials due to cyclic loads. The consequence is the initiation and propagation of fatigue cracks leading to a loss of materials. A theoretical means of the analysis of the stress field in these systems is the modified Hertz theory, which is used to determine the depth of the point of maximum stress concentration and the contact radius of coating/substrate system in contact with the ball. The analytically contact radius of the coating/substrate system in contact with a ball was determined and experimentally verified. For the purposes of design and the proper operation of tools and machine parts with coatings, the points of maximum contact stress concentration were estimated. The analysis of the theoretical fatigue process of coating/substrate systems was verified in the experimental research.